钙钛矿在太阳能电池应用上

  钙钛矿可应用于地面电站、航空、建筑、可穿戴式发电器件等众多领域。其中，光伏领域是钙钛矿的主要应用领域。钙钛矿结构可设计性强，具有非常好的光伏性能，是光伏领域近年来的热门研究方向。

  在光伏领域钙钛矿优势明显

  在光伏产业中，近几年钙钛矿炙手可热。其之所以能异军突起，成为太阳能电池领域的“宠儿”，离不开其得天独厚的自身条件。

  “首先，钙钛矿具有众多优异的光电特性，如可调节的带隙、高吸光系数、低激子束缚能、高载流子迁移率、高缺陷容忍度等；其次，钙钛矿制备工艺简单，可实现半透明、超轻、超薄、柔性等。最后，钙钛矿原材料来源广泛且含量丰富。”罗景山介绍。而且钙钛矿的制备对原材料纯度要求也比较低。

  目前光伏领域大量使用的是硅基太阳能电池，可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池。晶硅电池理论上的光电转化极值为29.4%，目前实验室环境高能达到26.7%，距离转化的天花板已经很近了；可以预见的是，技术改进的边际收益也会越来越小。相比之下，钙钛矿电池的光电转化效率理论极值更高，可达33%，如果把两块钙钛矿电池上下叠在一起，理论转化效率可达45%。

  而“效率”之外，另一个重要因素是“成本”。比如，初代薄膜电池的成本之所以降不下来，是镉、镓这些稀有元素在地球上的储量实在太少，结果是产业越发达、需求量越大，生产成本反而越高，始终无法成为市场主流产品。而钙钛矿的原料在地球上都有大量分布，价格也很便宜。

  此外，钙钛矿电池钙钛矿涂层的厚度只需几百纳米，大约是硅片的1/500，这意味着对材料的需求量非常少。比如目前全球晶硅电池每年对硅料的需求大约是50万吨，若全部替换为钙钛矿电池，则只需要约1000吨钙钛矿。

  在制造成本方面，晶硅电池需要将硅提纯到99.9999%，因此必须把硅料加热到1400摄氏度，融化成液体，拉成圆棒切片，再组装成电池，中间至少要经历4家工厂和两三天时间，能源消耗也更大。而如果是生产钙钛矿电池，只需要将钙钛矿基液涂在基板上，然后等待结晶即可，整个过程只用到玻璃、胶膜、钙钛矿和化工原料，在一家工厂内即可完成，全程只需45分钟左右。

  “钙钛矿制备的太阳能电池具有优异的光电转化效率，现阶段其转化效率已经达到了25.7%，未来可能会取代传统的硅基太阳能电池，成为商业主流。”罗景山表示。

文章转自互联网

上一篇："迈科芯纳"将亮相SNEC PV+第十七届(2024)国际太阳能光伏与智慧能源(上海)大会暨展览会
下一篇：展会回顾丨迈科芯纳亮相SNEC(2024)上海国际光伏展